python simplejson 模塊淺談

一、背景知識

• JSON:

引用百科描述如下，具體請自行搜索相關(guān)介紹：

JSON(JavaScript Object Notation) 是一種輕量級的數(shù)據(jù)交換格式。它基于 JavaScript（Standard ECMA-262 3rd Edition - December 1999）的一個子集。 JSON 采用完全獨(dú)立于語言的文本格式，但是也使用了類似于C語言家族的習(xí)慣（包括 C, C++, C#, Java, JavaScript, Perl, Python 等）。這些特性使 JSON 成為理想的數(shù)據(jù)交換語言。易于人閱讀和編寫，同時也易于機(jī)器解析和生成(網(wǎng)絡(luò)傳輸速度快)。

表示方法：

• 數(shù)據(jù)在名稱/值對中
• 數(shù)據(jù)由逗號分隔
• 花括號保存對象
• 方括號保存數(shù)組

示例：

{"programmers":[
{"firstName":"Brett","lastName":"McLaughlin","email":"aaaa"},
{"firstName":"Jason","lastName":"Hunter","email":"bbbb"},
{"firstName":"Elliotte","lastName":"Harold","email":"cccc"}
],
"authors":[
{"firstName":"Isaac","lastName":"Asimov","genre":"sciencefiction"},
{"firstName":"Tad","lastName":"Williams","genre":"fantasy"},
{"firstName":"Frank","lastName":"Peretti","genre":"christianfiction"}
]}

• HOWTO-UNICODE:

unicode 標(biāo)準(zhǔn)描述了字符如何對應(yīng)編碼點(diǎn)(code point),使用 16 進(jìn)制表示 00 00.
PYTHON 中，basestring 派生了 unicode 類型和 str 類型
unicode 字符串是一個編碼點(diǎn)序列，該序列在內(nèi)存中會被表示成一組字節(jié)(0-255)，str 是指 8 字節(jié)流。
unicode 字符串可以通過 encode 函數(shù)轉(zhuǎn)換為 str；str 可以通過 decode 轉(zhuǎn)換為 unicode。編解碼類型一般是 utf-8

示例：

>>> u"中國".encode('utf-8')
'\xe4\xb8\xad\xe5\x9b\xbd'    #將 unicode 字符串編碼為 str
>>> '\xe4\xb8\xad\xe5\x9b\xbd'.decode('utf-8')
u'\u4e2d\u56fd'               #將 str 解碼為 unicode 字符串

從文件中讀和寫入文件的操作都應(yīng)該是操作的 8 位字節(jié)流，如果將 unicode 字符串寫入文件，需要進(jìn)行編碼操作；如果從文件中讀 unicode 字符串，首先讀取出來的是 8 位字節(jié)流需要進(jìn)行解碼操作。

一般功能代碼中都直接操作 unicode 字符串，而只在寫數(shù)據(jù)或讀數(shù)據(jù)時添加對應(yīng)的編解碼操作。

• 序列化和反序列化

當(dāng)兩個進(jìn)程在進(jìn)行遠(yuǎn)程通信時，彼此可以發(fā)送各種類型的數(shù)據(jù)。無論是何種類型的數(shù)據(jù)，都會以二進(jìn)制序列的形式在網(wǎng)絡(luò)上傳送。發(fā)送方需要把這個對象轉(zhuǎn)換為字節(jié)序列，才能在網(wǎng)絡(luò)上傳送；接收方則需要把字節(jié)序列再恢復(fù)為對象。

把對象轉(zhuǎn)換為字節(jié)序列的過程稱為對象的序列化，比如把一個字典對象以某種格式(JSON)寫到文件中；把字節(jié)序列恢復(fù)為對象的過程稱為對象的反序列化，比如讀取某種格式化(JSON)的文件，構(gòu)造一個字典對象。

根據(jù) HOWTO-UNICODE 的知識，把網(wǎng)絡(luò)可以看做是一個文件，發(fā)送方寫數(shù)據(jù)到網(wǎng)絡(luò)時需要進(jìn)行編碼，接收方讀取數(shù)據(jù)時需要進(jìn)行解碼。也就是說序列化的同時會進(jìn)行編碼，反序列化的同時會進(jìn)行解碼。

二、simplejson

simplejson 是 json 標(biāo)準(zhǔn)模塊的擴(kuò)展（基礎(chǔ)功能相同），是 pypi 提供的拓展模塊，需要另行安裝。不過可以使用 python 自帶的 json 庫，基本是相同的使用方法(提供的接口功能基本一致)。在 python 的 library 文檔中將 JSON 歸為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)控制類，很好的說明了他們的用途，主要用于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)控制，編解碼等。但是也具有其他的用途，比如可以用來作為配置文件的讀寫模塊，簡單的文件操作等。

它提供的接口很少，容易掌握，而且大多數(shù)情況下會使用默認(rèn)的參數(shù)。官方文檔中闡明，默認(rèn)的接口參數(shù)和不進(jìn)行子類化會有更好的性能體現(xiàn)。下面我們對提供的接口進(jìn)行討論，并且僅展示必須參數(shù)，其他關(guān)鍵字參數(shù)將以**kwargs表示；

• simplejson.dump(obj, fp, **kwargs):將 python 對象寫到文件中（以 JSON 格式）
• simplejson.dumps(obj, **kwargs)：將 python 對象表示成字符串(JSON 的格式)
• simplejson.load(fp, **kwargs)：從文件中(包含 JSON 結(jié)構(gòu))讀取為 python 對象
• simplejson.loads(s, **kwargs)：從字符串中(包含 JSON 結(jié)構(gòu))讀取為 python 對象
• class simplejson.JSONDecoder：load/loads 的時候調(diào)用，將 JSON 格式序列解碼為 python 對象
• class simplejson.JSONEncoder：dump/dumps 的時候調(diào)用，將 python 對象編碼為 JSON 格式序列

聯(lián)系到上面的基礎(chǔ)知識，我們可以知道，dump 的過程其實就是向文件句柄中寫數(shù)據(jù)，即對象序列化的過程，需要進(jìn)行編碼，只是編碼的格式不只是 unicode 和 str 的轉(zhuǎn)換，而是更重要的 python 對象類型和 JSON 對象類型之間的轉(zhuǎn)換。同理，load 的過程其實就是從文件句柄中讀數(shù)據(jù)，即反序列化生成對象的過程，需要進(jìn)行解碼，只是解碼的格式不只是 str 和 unicode 的轉(zhuǎn)換，而是更重要的 JSON 對象類型和 python 對象類型之間的轉(zhuǎn)換。

下面是 JSON 對象類型和 Python 對象類型之間的對應(yīng)關(guān)系：

下面以一個例子來結(jié)束本文，例子中附帶注釋：

#coding:utf-8
import simplejson as json

#simplejson.dump(**kwargs)
fp = open('./text.json', 'w+')
json.dump([1,2], fp)         ##將 python 數(shù)組進(jìn)行序列化，保存到文件中
fp.seek(0)
print "----dump----\n", u'使用 dump 將 python 數(shù)組對象保存在一個包含 JSON 格式的文件中，文件內(nèi)容為：\n', fp.read()
print 
fp.close()         

#simplejson.dumps(**kwargs)
r_dumps = json.dumps({"中國 obj":[1,2], "obj2":[3,4]})  #將 python 字典進(jìn)行序列化，保存到字符串中
print "----dumps----\n", u'使用 dumps 將 python 字典對象轉(zhuǎn)換為一個包含 JSON 格式的字符串，字符串結(jié)果為：\n', r_dumps
print

#simplejson.load(**kwargs)
#如果 json 文檔格式有錯誤，將會拋出 JSONDecoderError 異常
fp = open('./text.json', 'r')
r_load = json.load(fp)           #將文件中的內(nèi)容轉(zhuǎn)換為 python 對象
print "----load----\n", u"使用 load 讀取一個包含 JSON 數(shù)組格式的文件后，得到一個 python 對象，類型是：", type(r_load)
print 
#simplejson.loads(**kwargs)
#如果 json 文檔格式有錯誤，將會拋出 JSONDecoderError 異常

#將字符串中的內(nèi)容轉(zhuǎn)換為一個 python 對象
r_loads = json.loads('''{"programmers":[
{"firstName":"Brett","lastName":"McLaughlin","email":"aaaa"},
{"firstName":"Jason","lastName":"Hunter","email":"bbbb"},
{"firstName":"Elliotte","lastName":"Harold","email":"cccc"}
],
"authors":[
{"firstName":"Isaac","lastName":"Asimov","genre":"sciencefiction"},
{"firstName":"Tad","lastName":"Williams","genre":"fantasy"},
{"firstName":"Frank","lastName":"Peretti","genre":"christianfiction"}
]}''')
print "----loads----\n", u"使用 loads 讀取一個包含 JSON 字典格式的字符串后，得到一個 python 對象，類型是：", type(r_loads)
print

運(yùn)行之后的結(jié)果顯示：

----dump----
使用 dump 將 python 數(shù)組對象保存在一個包含 JSON 格式的文件中，文件內(nèi)容為：
[1, 2]
----dumps----
使用 dumps 將 python 字典對象轉(zhuǎn)換為一個包含 JSON 格式的字符串，字符串結(jié)果為：
{"obj2": [3, 4], "\u4e2d\u56fdobj": [1, 2]}
----load----
使用 load 讀取一個包含 JSON 數(shù)組格式的文件后，得到一個 python 對象，類型是： <type 'list'>
----loads----
使用 loads 讀取一個包含 JSON 字典格式的字符串后，得到一個 python 對象，類型是： <type 'dict'>